Design-based education – mielekästä ja käytännönläheistä konetekniikan koulutusta

Mielekkäiden syväoppimista aikaansaavien oppimismuotojen tarjoaminen opiskelijoille sekä viimeaikainen kehitys etenkin tekoälytyövälineissä haastavat oppilaitoksia ja opettajia kehittämään pedagogisia mallejaan. Työvälineiden kehitys mahdollistaa ja jopa vaatii siirtymän yhä soveltavampiin oppimistehtäviin. Tulevaisuuden insinööreiltä vaaditaan toki jatkossakin tietyt insinöörin perustaidot sekä paljon muuta osaamista, kuten luovuutta, tiimityötaitoja, johtamistaitoja sekä yleistä ongelmanratkaisukykyä. Tekoäly on ja tulee olemaan yksi työväline, vaikkakin merkittävä sellainen, muiden joukossa.

Yksi ratkaisu edellä mainittuihin haasteisiin on design-based education (DBE). Kyseinen pedagoginen malli on jo vahvasti mukana HAMKin konetekniikan opinnoissa, mutta kehitettävääkin löytyy. Tässä julkaisussa vastataan lyhyesti seuraaviin kysymyksiin: Mikä on DBE? Miten design-based educationia hyödynnetään konetekniikan koulutuksessa? Miten mallia voitaisiin hyödyntää entistä paremmin?

Mikä on DBE?

DBE-mallin taustalla vaikuttaa ajatus siitä, että oppimisesta on mahdollista tehdä aktiivisempaa ja sosiaalisempaa. Malli vie siis perinteisestä behavioristisesta oppimiskäsityksestä kohti konstruktivistista oppimiskäsitystä. (Henze & de Vries, 2021) Mallille on keskeistä, että oppimisessa on mukana sekä teoreettista että käytännön osaamista, ja lisäksi työelämä on integroitu tiiviimmin osaksi oppimisprosessia (Geitz ym., 2023). Tyypillisesti ajatellaan, että osaamisen soveltamiseen vaaditaan tiettyjä perustietoja ja ymmärrystä (Peda.net, n.d.). Opiskelijamme eivät kuitenkaan ole tyhjiä tauluja, kun he aloittavat opintonsa. Joskus soveltamiseen riittää jo melko intuitiivinen osaaminen, kun taas toisinaan soveltamiseen vaaditaan syvällisempää osaamista ja ymmärrystä (Henze & de Vries, 2021)

DBE-prosessi koostuu useista vaiheista, joita voivat olla esimerkiksi: samaistuminen (empathizing), määritteleminen (defining), ideointi (ideating), prototyypin tekeminen (prototyping) ja kokeileminen (testing). Kyseessä on siis muotoiluajattelun soveltamista oppimisessa. (True North Reflections, 2019; Vanderbilt University, 2018) Iteratiivisessa muotoiluprosessissa pyritään samaistumaan asiakkaan asemaan, haastamaan oletuksia, uudelleenmäärittelemään ongelmia ja kehittämään innovatiivisia ratkaisuja, joita myös protoillaan ja testataan. Tarkoitus on siis päästä laatikon ulkopuolelle. Malliin sisältyy erilaisia prosessia tukevia työkaluja. (Dam & Siang, 2021)

Design-based education -mallin käytännön toteuttaminen vaatii muun muassa fyysisiä kohtaamispaikkoja, jotka ovat oppimisen keskiössä ja tukevat tätä pedagogista mallia. Lisäksi opintojen tulee olla mahdollisimman linjakkaita niin että opiskelijat tietävät, mitä heiltä odotetaan ja miten kannattaa opiskella. Design-based education -mallissa opiskelijat saattavat tuntea olevansa ajoittain hukassa. Opiskelijoiden reflektointiosaamisen ja yhteistyötaitojen lähtötasossa sekä asenteissa on paljon vaihtelua. Tilannetta on mahdollista helpottaa kokonaisvaltaisella ohjauksella niin opettajilta kuin opinto-ohjaajiltakin. Ohjauksen rooli korostuu positiivisen oppimiskokemuksen ja syvällisen oppimisen varmistamisessa. (Geitz ym., 2023)

Miten design-based educationia jo hyödynnetään ja missä on parannettavaa?

Aiemmin mainittu muotoiluajattelu on jo pitkään ollut osana HAMKin konetekniikan opintoja. Meillä onkin jo pitkä kokemus käytännön suunnitteluprojektien toteuttamisesta yritysten kanssa. Usein projektityöt toteutetaan pienryhmissä. Suunnitteluprojekteja toteutetaan useilla erilaisilla prosesseilla, joista yksi eniten käytetyistä on tuplatimanttiprosessi. Kyseinen prosessi koostuu muotoiluajattelua mukailevista vaiheista, jotka ovat: tutki, määritä, kehitä ja tuota. Tuplatimanttiprosessin vaiheilla on eri nimet kuin edellä kuvatussa DBE-prosessissa, mutta prosessi pitää sisällään samoja elementtejä.

Koska DBE on yksi pedagoginen malli muiden joukossa ja sitä voidaan toteuttaa erilaisilla variaatiolla, ei ole perusteltua lähteä muuttamaan toimivia ratkaisuja. Voimme siis varsin hyvin jatkaa konetekniikan DBE-prosessin kehittämistä tuplatimanttimallin pohjalta. DBE-malli on kuitenkin hyvä ottaa näkyvämmäksi ja vakioidummaksi osaksi opintoja. Opintojen linjakkuutta pitää myös parantaa. Voisimme esimerkiksi laatia konetekniikan koulutuksen laajuisen aikajanan, joka kattaa kaikki opintojen aikana vastaan tulevat suunnitteluprojektit. Jokaisessa DBE-toteutuksessa kannattaa pyrkiä seuraamaan mahdollisimman samankaltaista prosessia, mutta opintojen edetessä mukaan on hyvä lisätä yhä enemmän aitoa yritysyhteistyötä ja monialaisuutta. Opintojen edetessä on mahdollista myös yhdistää eri kieliä ja kulttuureja yhä enemmän.

Yhteisiä toimintatapoja on kehitettävä kaikilla tasoilla, eli myös suunnitteluprojektien toteuttamisen yksityiskohtiin tulee panostaa. Opiskelijoille on taattava riittävä tuen saanti etenkin opintojen alkuvaiheessa sekä tarjottava tarvittava perusosaaminen vaikkapa perinteisempien opetusmuotojen avulla. Opiskelijaprojektien ryhmäjakoa, roolituksia sekä arviointiin käytettäviä menetelmiä tulee kehittää. Opiskelijat on saatava paremmin sitoutumaan ryhmän yhdessä sopimiin tavoitteisiin, kuten esimerkiksi arvosanatavoitteisiin. Tavoitteisiin sitoutumisessa voisi auttaa esimerkiksi ryhmäsopimuksen muodollinen allekirjoittaminen aina projektin alussa. Opintojen alkuvaiheessa opiskelijoiden on hankittava laaja osaaminen omalta alaltaan, joten heidän on päästävä kokemaan mahdollisimman monta eri projektiroolia. Mahdollisia rooleja ovat esimerkiksi projektipäällikkö, tekninen suunnittelija, teollinen muotoilija, tuotannon kehitysinsinööri ja tuotantopäällikkö. Opintojen loppua kohden opiskelijoille voisi antaa mahdollisuuden profiloitua valitsemaansa rooliin nykyisten profiloivien opintojen tapaan.

Olemme jo tehneet paljon. Mielekkäät sekä käytännönläheiset suunnitteluprojektit yritysten kanssa ovat meille HAMKin konetekniikalla arkipäivää. Suunnitteluprojekteissamme edetään DBE-prosessin keskiössä olevaa muotoiluajattelua mukaillen. Toteutuksiin on kuitenkin lisättävä ripaus systemaattisuutta ja monialaisuutta. Meidän pitää pyrkiä jatkossa seuraamaan eri projektitoteutuksilla mahdollisimman samankaltaista DBE-prosessia, jotta opiskelijat tietävät, mitä heiltä odotetaan. Meidän on myös tehtävä tiiviimpää yhteistyötä eri koulutusvastuiden kanssa, jotta saamme yhä useammin tuotua eri alojen opiskelijat yhteen DBE-mallin mukaisesti. Olemme siis jo tehneet paljon nykypäivän haasteiden ratkaisemiseksi, mutta vielä riittää tehtävää.

---

13.2.2024 Muutettu alaotsikko “Miten design-based educationia hyödynnetään konetekniikan opinnoissa?” muotoon “Miten design-based educationia jo hyödynnetään ja missä on parannettavaa?”.